Системы автоматического управления рудничной вентиляцией

Система управления главной вентиляционной установкой

Система автоматизированного управления вентиляторной установкой главного проветривания (САУ-ВГП) предназначена для оптимального управления проветриванием выработок подземного рудника.

САУ-ВПГ предусматривает автоматическую совместную работу вентиляторной установки главного проветривания и шахтных вентиляторных установок типа ШВУ-12А, установленных на крыльях шахтного поля. Управление осуществляется по алгоритму оптимального управления воздухораспределением в вентиляционной сети рудника, работающему по критерию минимизации потребления электроэнергии вентиляторами при одновременном сохранении требуемых расходов воздуха в контрольных точках вентиляционной сети.

В автоматическом режиме САУ в работе находится два вентилятора ВГП, третий – в резерве. Выбор основных и резервного вентиляторов осуществляется диспетчером (оператором).
Максимальное число установок ШВУ-12А, которые могут быть подключены к САУ-ВГП– 6 шт.
САУ-ВГП обеспечивает работу ВГП в прямом и реверсивном режимах.

САУ-ВГП обеспечивает работу в следующих режимах управления:

  • дистанционный автоматизированный;
  • местный автоматизированный;
  • ремонтный.

В дистанционном автоматизированном и местном автоматизированном режимах ВГП и ШВУ-12А находятся под управлением алгоритма оптимального управления. При этом диспетчером (оператором) задаются требуемые расходы воздуха на участках вентиляционной сети, которые необходимо поддерживать в автоматическом режиме путем регулирования режимов работы ВГП (частота вращения, угол установки лопаток) и ШВУ-12А (частота вращения).

В местном автоматизированном режиме управление производится с панели оператора системы, в дистанционном автоматизированном – с АРМ оператора (диспетчера).
В ремонтном режиме производятся управление отдельными исполнительными механизмами (клапан угла поворота лопаток рабочего колеса ВГП, частота вращения рабочего колеса ВГП, тормоза и пр., отсечной клапан воздушной струи и пр.) либо с панели оператора, либо с АРМ диспетчера (оператора).

Преимущества использования
САУ-ВГП обеспечивает:

  • контроль готовности вентиляторов к работе;
  • установку клапана воздушной струи (КВС) в закрытое положение после подачи питания;
  • плавный пуск вентилятора во всех режимах, в том числе из режима противохода;
  • регулирование частоты вращения и угла установки лопаток рабочего колеса ВГП во всех режимах;
  • автоматический выбор режима работы ВГП и ШВУ-12А согласно критерию оптимального управления (минимизация суммарной мощности ВГП и ШВУ-12А при одновременном сохранении превышения или равенства фактических расходов воздуха в контрольных точках над требуемыми значениями);
  • закрытие КВС после остановки вентилятора или снятия напряжения питания;
  • электрические и электронные программируемые защиты двигателя главного привода;
  • электрические защиты двигателя КВС;
  • прием, обработку и индикацию сигналов датчиков;
  • работа совместно с компьютером ПК в информационной сети рудника;
  • обмен данными между компьютерами диспетчера и оператора и контроллерами системы;
  • резервирование контроллеров S7-400H системы оптимального проветривания;
  • резервное электроснабжение САУ в течение 2 часов после снятия напряжения питания со шкафов системы;
  • совместное управление ВГП и ШВУ-12А;
  • переключение между дистанционным и местным автоматизированными режимами управления;
  • выбор ведущего компьютера (надземный диспетчера или подземный оператора) при дистанционном автоматизированном режиме управления.

Комплекс технических средств САУ-ВГП представляет собой следующий набор: КТС САУ-ВГП-3

Обозначение

Наименование

Функции

ШСД-1..3

Шкаф сбора данных

Удаленная система сбора данных с объектов САУ-ВГП на основе ПЛК Siemens ET200M. Линия связи – Profibus.

ШУВ-1..3

Шкаф управления ВГП

Система сбора данных с объектов САУ-ВГП на основе ПЛК Siemens S7-315/2DP.
Сбор данных с ШСД. Линия связи – Profibus;
Управление объектами:

  • ШВ средствами ПЧ (Profibus);
  • ОВ средствами ШПЧ ( I/O:DO);
  • КВС (Profibus);
  • СМ средствами ШСД (I/O: DO);
  • ОХ средствами ШПЧ (Profibus);
  • ПкО Средствами ШПЧ (I/O: DO);

Местное управление и графическая визуализация работы САУ ВГП;
Обеспечение бесперебойного питания ШУВ (220В) и ШСД (24 В);
Обеспечение питания ШУП (220В);

ПМУ-1..3

Пост местного управления

Выдача звуковой предупредительной сигнализации;
Местное отключение электропитания ШПЧ;
Местный останов ШВ;

ШУП

Шкаф управления проветриванием

Оптимальное управление системой проветривания на основе резервируемого ПЛК Siemens S7-400H;
Сбор данных и управление ВГП 1..3. Линия связи – дублированный Profibus;
Сбор данных и управление ШВВУ 1..6. Линия связи – резервируемый Ethernet;
Обеспечение бесперебойного питания ПЛК и АРМ оператора (220В);
Автоматическое переключение питания от ШУВ 1..3 (220В);

АРМ Оператора

Автоматизированное рабочее место оператора

Дистанционное управление (переключение с АРМ диспетчера)
и графическая визуализация работы САУ ВГП из рудника;
Звуковая и текстовая сигнализация;
Размещен в защитном пульте со степенью защиты IP54.

АРМ диспетчера

Автоматизированное рабочее место диспетчера

Дистанционное управление (переключение с АРМ оператора)
и графическая визуализация работы САУ ВГП с поверхности;
звуковая и текстовая сигнализация;
печать отчетов.

ДМС

Датчик метана стационарный типа ДМС 03 или аналогичный

Контроль концентрации метана на выхлопной струе ВГП. Применяется датчик с уровнем взрывозащиты РВ или выше.